① 什麼叫焊接冷裂紋
冷裂紋又稱氫致裂紋,主要發生在焊接熱影響區淬硬區,有事也發生在焊縫金屬內部版。冷裂紋權一般在冷卻到環境溫度下產生,有的則在焊後幾天或幾十天才出現,所以亦稱延遲裂紋。
產生的原因:1淬硬組織。
2.氫。
3.拘束應力。
控制措施:1.焊材用低氫焊條。
2.預熱。
3.消氫。
4.焊後熱處理。
個人意見僅供參考
② 冷裂紋和熱裂紋的區別
產生是溫度和時間也不同。
一個高溫一個低溫,一個發生在焊接中一個在焊接後金相結構不同。熱裂紋沿晶界開裂的,冷裂紋是貫穿晶粒內部。外觀特徵不同。熱裂紋有明顯的氧化色冷裂紋無氧化色。
產生的部位和方向不同。熱裂紋絕大多數產生在焊縫金屬中,冷裂紋大多數產生在基本金屬或熔合線上。裂紋是降低焊接結構使用性能晌賀最危險的焊接缺陷之一,焊縫中禁止出現任何形式的裂紋,冷裂紋和熱裂紋之間有什麼區別呢?先伏談來說說它們是如何產生的吧!冷裂紋是在金屬經焊接或鑄造缺謹碰成形後冷卻到較低溫度時產生的裂紋,有時候會在焊接後立馬出現有時候要等一段時間才會出現。
熱裂紋是在高溫和熔池凝固過程中產生的裂紋,是焊接過程中最常見的裂紋類型。
③ 簡述焊接熱裂紋和焊接冷裂紋的形成機理 並比較它們各自的特點。
1)熱裂紋。在焊接過程中,焊縫和熱影響區金屬冷卻到固相線附近的高溫區產生的焊接裂紋就是熱裂紋。
形成:由於被焊接的材料大多數都是合金,而合金凝固自開始到最終結束,是在一定的溫度區間內進行的,這是熱裂紋產生的基本原因。焊縫中的許多雜質的凝固溫度都低於焊縫金屬的凝固溫度,這樣首先凝固的焊縫金屬把低熔點的雜質推擠到凝固結晶的晶粒邊界,形成了一層液體薄膜,又因為焊接時熔池的冷卻速度很大,焊縫金屬在冷卻的過程中發生收縮,使焊縫金屬內部產生拉應力,拉應力把凝固的焊縫金屬沿晶粒邊界拉開,又沒有足夠的液體金屬補充時,就會形成微小的裂紋,隨著溫度的繼續下降,拉應力增大,裂紋不斷擴大。當焊縫金屬中含有較多的低熔點雜質時,焊縫金屬極易產生裂紋。母材和焊接材料中含有的有害雜質,特別是硫元素,它是引起鋼材焊縫金屬中發生凝固裂紋的最主要元素。另外,鋼材中含碳量較高時,有利於硫在晶界處富集,因而也是促進形成凝固裂紋的原因,所以採用含碳量低的焊接材料有利於防止凝固裂紋的產生。
‚熱裂紋的特徵:斷口呈藍黑色,即金屬在高溫被氧化的顏色,有時在熱裂紋里流入熔渣的跡象。再者,弧坑裂紋多為熱裂紋。
2)冷裂紋。冷裂紋指焊接接頭冷卻到較低溫度時產生的焊接裂紋。
冷裂紋產生的原因:鋼材的淬火傾向,殘余應力,焊縫金屬和熱影響區的擴散氫含量。其中氫的作用是形成冷裂紋的重要因素。當焊縫和熱影響區的含量較高時,焊縫中的氫在結晶過程中向熱影響區擴散,當這些氫不能逸出時,就聚集在離熔合線不遠的熱影響區中;如果被焊材料的淬火傾向較大,焊後冷卻下來,在熱影響區可能形成馬氏體組織,該種組織脆而硬;在加上焊後的焊接殘余應力,在上述幾種因素的作用下,導致了冷裂紋的產生。
‚冷裂紋與熱裂紋的主要區別就是:冷裂紋在較低的溫度下形成,一般在200-300℃以下形成;冷裂紋不是在焊接過程中產生的,而是在焊後延續一定的時間後才產生,如果鋼的焊接接頭冷卻到濕溫後並在一定的時間(幾小時、幾天、甚至十幾天以後)才出現的冷裂紋稱為延遲裂紋;冷裂紋多在焊接熱影響區內產生,如沿應力集中的焊縫根部形成的冷裂紋稱為焊根裂紋。沿應力集中的焊趾處形成的冷裂紋稱為焊趾裂紋。在靠近堆焊焊道的熱影響區內所形成的裂紋稱為焊道下裂紋。冷裂紋有時也在焊縫金屬內發生。一般焊縫金屬的橫向裂紋多為冷裂紋。冷裂紋與熱裂紋相比,冷裂紋的斷口無氧化色。
④ 什麼叫冷裂紋其主要影響因素有哪些
焊接接頭冷卻到較低溫度時(對於鋼來說在MS溫度,即奧氏體開始轉變為馬氏體的溫度以下)產生的焊接裂紋。最主要、最常見的冷裂紋為延遲裂紋(即在焊後延遲一段時間才發生的裂紋-------因為氫是最活躍的誘發因素,而氫在金屬中擴散、聚集和誘發裂紋需要一定的時間)。冷裂紋的延遲時間不定,由幾秒鍾到幾年不等。產生原因① 焊接接頭存在淬硬組織,性能脆化。② 擴散氫含量較高,使接頭性能脆化,並聚集在焊接缺陷處形成大量氫分子,造成非常大的局部壓力。(氫是誘發延遲裂紋的最活躍因素,故有人將延遲裂紋又稱氫致裂紋)③ 存在較大的焊接拉應力預防措施① 選用鹼性焊條,減少焊縫金屬中氫含量、提高焊縫金屬塑性② 減少氫來源,焊材要烘乾,接頭要清潔(無油、無銹、無水)③ 避免產生淬硬組織,焊前預熱、焊後緩冷(可以降低焊後冷卻速度)④ 降低焊接應力,採用合理的工藝規范,焊後熱處理等⑤ 焊後立即進行消氫處理(即加熱到250℃,保溫2~6小時左右,使焊縫金屬中的擴散氫逸出金屬表面)。⑤ 鋼結構焊接中的常見問題及處理方法 鋼結構平面圖怎麼畫
【摘 要】隨著現代建築工業的飛速發展,在加工鋼結構工件的過程中,由於存在外形尺寸較大、形狀多樣、焊縫多、焊接位置不對稱等因素,在加工過程中,常出現多種焊接問題,影響產品的質量。本文對焊接中局部變形和裂紋的原因和預防措施進行分析,並對鋼結構焊接檢驗中的相關問題進行論述。
【關鍵字】鋼結構;焊接;變形;裂紋;檢驗
一、焊接中的局部變形的原因及預防措施
1、產生原因
(1)加工件的剛性小或不均勻,焊後收縮,變性不一致。(2)加工件本身焊縫布置不均,導致收縮不均勻,焊縫多的部位收縮大、變形也大。(3)加工人員操作不當,未對稱分層、分段、間斷施焊,焊接電流、速度、方向不一致,造成加工件變形的不一致。(4)焊接時咬肉過大,引起焊接應力集中和過量變形。(5)焊接放置不平,應力集中釋放時引起變形。
2、預防措施
(1)設計時盡量使工件各部分剛度和焊縫均勻布置,對稱設置焊縫減少交叉和密集焊縫。(2)制定合理的焊接順序,以減少變形。如先焊主焊縫後焊次要焊縫,先焊對稱部位的焊縫後焊非對稱焊縫,先焊收縮量大的焊縫後焊收縮量小的焊縫,先焊對接焊縫後焊角焊縫。(3)對尺寸大焊縫多的工件,採用分段、分層、間斷施焊,並控制電流、速度、方向一致。(4)手工焊接較長焊縫時, 應採用分段進行間斷焊接法, 由工件的中間向兩頭退焊,焊接時人員應對稱分散布置,避免由於熱量集中引起變形。(5)大型工件如形狀不對稱,應將小部件組焊矯正完變形後,在進行裝配焊接,以減少整體變形。(6)工件焊接時應經常翻動,使變形互相抵消。(7)對於焊後易產生角變形的零部件,應在焊前進行預變形處理,如鋼板v形坡口對接,在焊接前應將介面適當墊高,這樣可使焊後變平。(8)通過外焊加固件增大工件的剛性來限制焊接變形,加固件的位置應設在收縮應力的反面。
3、處理方法
對已變形的工件,如變形不大,可採用火烤矯正。如變形較大,採用邊烤邊用千斤頂頂的方法矯正。
二、鋼結構焊接裂紋的原因及預防措施
1、熱裂紋
熱裂紋是指高溫下所產生的裂紋,又稱高溫裂紋或結晶裂紋,通常產生在焊縫內信旁晌部,有時也可能出現在熱影響區,表現形式有:縱向裂紋、橫向裂紋、根部裂紋、弧坑裂紋和熱影響區裂紋。其產生原因是由於焊接熔池在結晶過程中存在著偏析現象,低熔點共晶和雜質在結晶過程中以液態間層形式存在從而形成偏析,凝固以後強度也較低,當焊接應力足夠大時,就會將液態間層或剛凝固不久的固態金屬拉開形成裂紋。此外,如果母材的晶界上也存在有低熔點共晶和雜質,當焊接拉應力足夠大時,也會被拉開。總之,熱裂紋的產生是冶金因素和力學因素共同作用的結果。針對其產生原因,其預防措施如下:
(1)限制母材及焊接材料(包括焊條、焊絲、焊劑和保護氣體)中易偏析元素和有害雜質的含量,特別應控制硫、磷的含量和降低含碳 ,一般用於焊接的鋼材中硫的含量不應大於0.045%,磷的含量不應大於0.055%;另外鋼材含碳量越離,焊接性能越差,一般焊縫中碳的含量控制在0.10%以下時,熱裂紋敏感性可大大降低。(2)調整焊縫金屬的化學成分,改善焊縫組織,細化焊縫品粒,以提高其塑性,減少或分散偏析程度,控制低熔點共品的有害影響。(3)採用鹼性焊條或啟物焊劑,以降低焊縫中的雜質含攝,改善結晶時的偏析程度。(4)適當提高焊縫的形狀系數,採用多層多道焊接方法,避免中心線偏析,可防止中心線裂紋。(5)採用合理的焊接順序和方向,採用較小的焊接線能超,整體預熱和錘擊法,收弧時填滿弧坑等工藝措施。
2、冷裂紋
冷裂紋一般是指焊縫在冷卻過程中溫度降到馬氏體轉變溫度范圍內(300—200℃以下)產生的,可以在焊接後立即出現,也可以在焊接以後的較長時間才發生,故也稱為延遲裂滑鋒紋。其形成的基本條件有3個:焊接接頭形成淬硬組織;擴散氫的存在和濃集;存在著較大的焊接拉伸應力。其預防措施主要有:
(1)選擇合理的焊接規范和線能 ,改善焊縫及熱影響區組織狀態,如焊前預熱、控制層問溫度、焊後緩冷或後熱等以加快氫分子逸出。(2)採用鹼性焊條或焊劑,以降低焊縫中的擴散氧含量。(3)焊條和焊劑在使用前應嚴格按照規定的要求進行烘乾(低氫焊條300℃~350℃保溫1h;酸性焊條100℃~l50℃保溫1h;焊劑200℃~250。C保溫2h),認真清理坡口和焊絲,去除油污、水分和銹斑等臟物,以減少氫的來源。(4)焊後及時進行熱處理.一是進行退火處理,以消除內應力,使淬火組織回火,改善其韌性;二是進行消氫處理,使氫從焊接接頭中充分逸出。(5)提高鋼材質量,減少鋼材中的層狀夾雜物。(6)採取可降低焊接應力的各種工藝措施。
三、鋼結構焊接檢驗中的相關問題
1、焊縫等級、檢驗等級、評定等級的區別與聯系
要求進行內部質量探傷的焊縫,按質量等級分一級和二級,稱一級焊縫和二級焊縫,此即為焊縫等級。
檢驗等級系指檢驗檢測達到的精度,即檢測儀器與檢測方法結合而得到的檢測結果的精確程度。超聲波探傷採用GB/T11345—1989標准按檢測等級由低到高分為A、B、C三個級別,射線探傷採用GB/T3323—1987標准按檢測等級由低到高分為A、AB、B三個級別,它們分別規定了手工超聲波探傷的檢測方法、探測面、檢測范圍和允許缺陷當量(dB值)以及射線探傷所要達到的靈敏度(透照厚度與像質計的關系)。
評定級別是指探傷人員在檢出缺陷後依據標准對缺陷測量進而確定的焊縫內部質量級別。具體來說,超聲波探傷指對波高在測長線與判廢線之間(Ⅱ區)缺陷測長後,依標准GB/T11345—1989表6進行缺陷定級;射線探傷是指測量底片上缺陷指示長度和大小,依標准GB/T3323—1987表6、表7、表9、表10並綜合評級(見該標准16.1~16.4),這一條是每一個探傷人員必須熟練掌握的。
2、超標缺陷處理與復探、擴探
GB 50205《鋼結構工程施工質量驗收規范》只規定了檢測方法、檢測比例和合格級別,對於缺陷的處理沒有明確要求。參照JG 181《建築鋼結構焊接技術規程》和其他行業焊接檢驗標准規范的要求,對於檢出的缺陷可作如下處理:
(1)檢測出的不允許缺陷必須返修,返修後按同種檢測方法檢測合格後方認為該焊縫合格。
(2)對要求抽查檢驗的焊縫,發現不允許缺陷後,應在被檢測區域兩端整條焊縫長度的各10%且不小於200mm(長度允許時)的區域擴檢。
A)若在擴檢區域未發現超標缺陷,應認為該焊縫合格。B)若在擴檢區域發現超標缺陷,則該條焊縫全檢。
(3)對於現場安裝要求抽查檢驗的焊縫,發現不允許缺陷後,按下述原則擴檢;
A)增加該類型同一焊工焊接的兩條焊縫檢測,若此兩條擴檢焊縫未發現超標缺陷,應認為該批焊縫合格。B)若此兩條擴檢焊縫發現超標缺陷,則每一條含超標缺陷的焊縫按上述原則再各抽檢兩條焊縫。C)若再次抽檢的焊縫未發現超標缺陷,應認為該批焊縫合格。D)若再次抽檢的焊縫仍發現有超標缺陷,則該焊工焊接的該類型焊縫全檢。同時,可協商適當增加其餘焊縫檢測比例。
參考文獻
[1]田錫唐.焊接結構.機械工業出版社,1982
[2]黃文哲.焊接手冊.機械工業出版社,1991
[3]白雲.鋼結構.鋼結構》編輯部,2003.2
[4]田錫唐.火焰成形研究論文集.哈爾濱工業大學,1980
⑥ 什麼是冷裂紋,延遲裂紋
延遲裂紋是冷裂紋的一種常見形式。焊接接頭冷卻到室溫並經幾小時、幾天甚至更長的時間後才出現。主要是焊縫金屬中含有大量的氫所引起,又稱氫致裂紋。
⑦ 焊接時冷裂紋和熱裂紋的產生
1)熱裂紋的特徵
熱裂紋常發生在焊縫區,在焊縫結晶過程中產生的叫結晶裂紋,也有發生在熱影響區中,在加熱到過熱溫度時,晶間低熔點雜質發生熔化,產生裂紋,叫液化裂紋。
特徵:沿晶界開裂(故又稱晶間裂紋),斷口表面有氧化色。
(2)熱裂紋產生原因:
① 晶間存在液態間層
焊縫:存在低熔點雜質偏析 } 形成液態間層
熱影響區:過熱區晶界存在低熔點雜質
② 存在焊接拉應力
(3)熱裂紋的防止措施:
冶金因素
} 熱裂紋
拉應力
① 限制鋼材和焊材的低熔點雜質,如S、P含量。
② 控制焊接規范,適當提高焊縫成形系數(即焊道的寬度與計算厚度之比)棗焊縫成形系數太小,易形成中心線偏析,易產生熱裂紋。
③ 調整焊縫化學成分,避免低熔點共晶物;縮小結晶溫度范圍,改善焊縫組織,細化焊縫晶粒,提高塑性,減少偏析。
④ 減少焊接拉應力
⑤ 操作上填滿弧坑
4.3.2.2 冷裂紋
(1)冷裂紋的形態和特徵
焊縫區和熱影響區都可能產生冷裂紋,常見冷裂紋形態有三種,如圖6-2-17
冷裂紋形態 { 焊道下裂紋:在焊道下的熱影響區內形成的焊接冷裂紋,常平行於熔合線發展
焊指裂紋:沿應力集中的焊址處形成的冷裂紋,在熱影響內擴展
焊根裂紋:沿應力集中的焊縫根部所形成的冷裂紋,向焊縫或熱影響發展
圖5-2-17 焊接冷裂紋
a-焊道下裂紋; b-焊趾裂紋;c-焊根裂紋
特徵:無分支、穿晶開裂、斷口表面無氧化色。
最主要、最常見的冷裂紋為延遲裂紋(即在焊後延遲一段時間才發生的裂紋-------因為氫是最活躍的誘發因素,而氫在金屬中擴散、聚集和誘發裂紋需要一定的時間)。
(2)延遲裂紋的產生原因
① 焊接接頭存在淬硬組織,性能脆化。
② 擴散氫含量較高,使接頭性能脆化,並聚集在焊接缺陷處形成大量氫分子,造成非常大的局部壓力。(氫是誘發延遲裂紋的最活躍因素,故有人將延遲裂紋又稱氫致裂紋)
③ 存在較大的焊接拉應力
(3)防止延遲裂紋的措施
① 選用鹼性焊條,減少焊縫金屬中氫含量、提高焊縫金屬塑性
② 減少氫來源棗焊材要烘乾,接頭要清潔(無油、無銹、無水)
③ 避免產生淬硬組織棗焊前預熱、焊後緩冷(可以降低焊後冷卻速度)
④ 降低焊接應力棗採用合理的工藝規范,焊後熱處理等
⑤ 焊後立即進行消氫處理(即加熱到250℃,保溫2~6左右,使焊縫金屬中的擴散氫逸出金屬表面)。
很全面了
⑧ 在焊接中什麼是冷裂紋和熱裂紋
熱裂紋:沿晶開裂來,一般發生在近焊源縫或焊縫區。有氧化色彩,五金屬光澤。主要分為結晶裂紋,高溫液化裂紋和多變化裂紋三類。
冷裂紋:有時穿晶開裂有時沿晶開裂,一般發生在焊接熱影響區的熔合區或物理化學不均勻的氫聚集的局部地帶。冷裂紋是具有金屬光澤的脆性斷口。主要分為延遲裂紋,淬硬脆化裂紋和低塑性脆化裂紋三類。防止延遲裂紋的措施
①
選用鹼性焊條,減少焊縫金屬中氫含量、提高焊縫金屬塑性
②
減少氫來源棗焊材要烘乾,接頭要清潔(無油、無銹、無水)
③
避免產生淬硬組織棗焊前預熱、焊後緩冷(可以降低焊後冷卻速度)
④
降低焊接應力棗採用合理的工藝規范,焊後熱處理等
⑤
焊後立即進行消氫處理(即加熱到250℃,保溫2~6左右,使焊縫金屬中的擴散氫逸出金屬表面)。
⑨ 什麼是焊接冷裂紋,特點和產生的原因及裂紋的防止措施
什麼是冷裂紋
冷裂紋是指焊接接頭冷卻到較低溫度(對鋼來說在溫度以下)時,產生的焊接裂紋。
冷裂紋的特點:
(1)冷裂紋發生在焊接之後,形成的溫度約在200一300℃以下,即馬氏體轉變溫度范圍。
(2)冷裂紋大多產生在基本金屬上或基本金屬與焊縫交界的熔合線上。
(3)露在接頭金屬表面的冷裂紋裂口發亮,裂紋斷面上無明顯的氧化痕跡。
(4)冷裂紋可能發生在晶界上,也可能貫穿晶粒內部。
碳當量等於或大於0.40%的低合金鋼、中高碳鋼、合金鋼、工具鋼和超高強度鋼等鋼種在焊接時易產生冷裂傾向,而形成冷裂紋。
冷裂紋產生的原因:
(1)焊縫中的氫在結晶過程中要向熱影響區擴散、聚集。
(2)如果被焊材料的淬透性較大,則焊後冷卻下來時,在熱影響區形成馬氏體組織,其性脆而硬。
(3)焊接時的殘余應力。
這三個因素(氫、淬硬組織和應力)的綜合作用,就會導致冷裂紋的產生。氫在金屬里的擴散速度有快有慢,因此冷裂紋產生的時間也不同。有的在焊後冷卻過程中產生,有的甚至放置一段時間後才產生,故又稱為延遲裂紋。
防止冷裂紋的措施:
(l)焊前預熱和焊後緩冷。
(2)採用減少氫的工藝措施。
(3)合理選用焊接材料。
(4)採用適當的工藝參數。
(5)選用合理的裝焊順序。
(6)進行焊後熱處理。
⑩ 什麼是冷裂紋和熱裂紋
熱裂紋形成於一次結晶過程的偏析部位,因此熱裂紋分布在柱狀晶間和樹枝狀晶間或焊縫中心的偏析部位。多發生於單怖合金中,焊接這些材料時要採用各種預防措施。冷裂紋主要發生在低合金鋼、中合金鋼焊縫的熱影響區